Ethereum considera substituir EVM por RISC-V, o que pode aumentar significativamente a eficiência de ZK

O co-fundador do Ethereum propôs recentemente um plano de longo prazo: substituir a atual máquina virtual de execução (EVM) por uma arquitetura de conjunto de instruções RISC-V de código aberto. Essa ideia é vista como a única maneira potencial de alcançar um avanço no desempenho da camada de execução e simplificar a lógica do protocolo. Especialmente em termos de eficiência da prova de conhecimento zero (ZK Proof), espera-se que a substituição do EVM permita uma otimização de até 100 vezes. A proposta visa resolver os problemas de gargalo que o Ethereum enfrenta atualmente em relação à eficiência das provas ZK, complexidade de construção de blocos e disponibilidade de dados.

Limitações do EVM e Vantagens do RISC-V

Existem os seguintes problemas com o EVM:

• Arquitetura desatualizada: a estrutura empilhada de 256 bits é incompatível com CPUs modernas, resultando em baixa eficiência de execução do ZK-EVM
• Gargalo da prova ZK: cerca de metade dos recursos é utilizada na execução da própria EVM, limitando a eficiência da prova ZK
• Dificuldades de manutenção: a acumulação de funções ao longo dos anos resultou em normas confusas, tornando certas funções difíceis de eliminar
• Desenvolvimento limitado: o conjunto de instruções não padronizado limita o suporte entre línguas

O RISC-V tem as seguintes vantagens:

• Desempenho eficiente: o conjunto de instruções simplificado é adequado para hardware, podendo ser utilizado para otimização JIT e até aceleração de hardware.
• Otimização ZK: geração direta de circuitos para instruções RISC-V, simplificando o processo de prova ZK
• Ferramenta madura: suporta linguagens populares, reduzindo a barreira de entrada ao desenvolvimento, ecossistema mais amplo
• Padrão universal: já adotado por projetos de blockchain, com casos de sucesso

Substituir caminhos e desafios

Foram apresentadas três opções de substituição:

1. Duas VMs em paralelo: EVM e RISC-V funcionando em paralelo, novos contratos podem optar por RISC-V
2. Interpretador on-chain: todos os contratos EVM são interpretados e executados por contratos RISC-V on-chain.
3. Mecanismo de plugins do interpretador: permite que o interpretador funcione como um elemento de protocolo, permitindo a inserção futura de outras VMs.

Os desafios técnicos enfrentados na implementação incluem:

• Risco de depreciação de desempenho
• Reestruturação do modelo de precificação de gás
• Design de sandbox seguro
• Ferramentas de desenvolvimento adaptadas
• Problemas de compatibilidade de migração

Tende a adotar a opção um como caminho de transição, comprometendo-se a manter a interoperabilidade entre os contratos antigos e novos.

Impacto nas rotas de escalabilidade existentes

RISC-V não substituirá as soluções de escalabilidade existentes:

• Layer 2: Rollup ainda é o principal método de escalabilidade, RISC-V melhora a eficiência de processamento do L1 e o desempenho de validação ZK
• Fragmentação de dados: ainda é necessário que o EIP-4844 e o Danksharding resolvam o gargalo de disponibilidade de dados
• FaaS, MEV: não relacionados com a arquitetura da máquina virtual, não afetados pelo RISC-V

RISC-V é uma otimização da infraestrutura, que não entra em conflito com soluções de escalabilidade como L2/partição.

Reação da Comunidade e Tentativas Semelhantes

Existem divergências na comunidade:

• Os apoiantes acreditam que esta é uma atualização necessária para enfrentar os desafios de desempenho.
• Os conservadores preocupam-se com a dificuldade de implementação e os custos de atualização ecológica

Projetos semelhantes incluem:

• Mover VM (Aptos/Sui)
• FuelVM
• WASM (Stylus)
• Nervos CKB

No futuro, é possível introduzir várias VMs através de um mecanismo de interpretador, construindo um ecossistema de execução diversificado.

Perspectivas de Impacto Futuro

Se o Ethereum mudar para RISC-V:

• Experiência do desenvolvedor: as linguagens existentes ainda podem ser usadas, podendo suportar mais línguas.
• Custos de operação e desempenho: aumento da eficiência de execução, modelo Gas mais razoável
• Compatibilidade ecológica: o período de coexistência de duas VMs garante a compatibilidade, a infraestrutura precisa ser atualizada.
• Segurança e estabilidade: uma arquitetura simples favorece a auditoria e o controle da superfície de ataque

Esta proposta representa uma profunda reflexão da Ethereum sobre o desempenho futuro e a simplicidade do protocolo. A implementação será um processo a longo prazo, exigindo a superação de múltiplos desafios. Não se trata de subverter a trajetória existente, mas sim de preparar o futuro. Como disse o proponente: "Para alcançar um aumento de ordem de magnitude, essa mudança radical pode ser o único caminho viável."